[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010155948.6
• 申請(qǐng)日: 2010-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101866901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村弘幸;武藤晃;小池信也;錦澤篤志;佐藤幸弘;船津勝?gòu)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L23/488
• 分類號(hào): H01L23/488;H01L23/31;H01L21/48;H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;陳宇萱

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

在此通過(guò)引用并入提交于2009年4月9日的日本專利申請(qǐng)?zhí)?009-94648的公開(kāi)內(nèi)容的全部?jī)?nèi)容，包括說(shuō)明書(shū)、附圖和摘要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體地，涉及在應(yīng)用于樹(shù)脂密封型半導(dǎo)體封裝形式的半導(dǎo)體器件及其制造方法時(shí)特別有效的技術(shù)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件中，通過(guò)利用絕緣樹(shù)脂材料等對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行密封(封裝)來(lái)保護(hù)半導(dǎo)體芯片，以保持其性能。例如，半導(dǎo)體器件是這樣形成的：利用粘合材料將其上具有集成電路(典型地是存儲(chǔ)器電路、邏輯電路、電源電路等)的半導(dǎo)體芯片附接(安裝)在引線框的芯片安裝部分(管芯焊盤(pán))上，并且利用絕緣樹(shù)脂來(lái)封裝部分引線框以及半導(dǎo)體芯片。近年來(lái)，銅或者銅合金已被用作引線框的材料，因?yàn)槠渚哂懈唠妼?dǎo)和熱導(dǎo)并同時(shí)成本低廉。

例如，日本未審查專利公開(kāi)No.2005-191178(專利文獻(xiàn)1)公開(kāi)了一種技術(shù)，其在熱擴(kuò)散中形成具有內(nèi)突側(cè)壁的微坑(dimples)，并由此改善與絕緣樹(shù)脂的粘附性。

日本未審查專利公開(kāi)No.Hei5(1993)-218275(專利文獻(xiàn)2)公開(kāi)了一種技術(shù)，其通過(guò)將塑模按壓在引線框上來(lái)形成微坑，以便改善與密封材料的粘附并由此消除島的卷曲。

日本未審查專利公開(kāi)No.2002-83917(專利文獻(xiàn)3)公開(kāi)了一種技術(shù)，其通過(guò)刻蝕引線框表面的部分在其上選擇性地形成多個(gè)突起，來(lái)實(shí)現(xiàn)在樹(shù)脂與引線框之間具有高粘附性的引線框。

[專利文獻(xiàn)1]日本未審查專利公開(kāi)No.2005-191178

[專利文獻(xiàn)2]日本未審查專利公開(kāi)No.Hei5(1993)-218275

[專利文獻(xiàn)3]日本未審查專利公開(kāi)No.2002-83917

發(fā)明內(nèi)容

作為對(duì)具有高熱輻射屬性的封裝結(jié)構(gòu)(半導(dǎo)體封裝)的研究結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a從絕緣樹(shù)脂IRa暴露出來(lái)的封裝(如圖21所示)是有效的。通過(guò)將管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a從絕緣樹(shù)脂IRa暴露出來(lái)，可以將半導(dǎo)體芯片CPa中產(chǎn)生的熱量容易地釋放到外部。在半導(dǎo)體芯片具有這種形式的情況下，暴露在外部的管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a還可以用作電極。

然而，發(fā)明人的進(jìn)一步研究還表明：在具有如圖21所示形式的封裝的半導(dǎo)體器件中會(huì)發(fā)生下述問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：以管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a從其暴露的封裝形式的半導(dǎo)體器件在溫度循環(huán)測(cè)試等中具有降低的電學(xué)屬性。還發(fā)現(xiàn)：如圖22所示，在管芯焊盤(pán)DPa與絕緣樹(shù)脂IRa之間的邊界面附近的管芯鍵合材料DBa中的裂痕ck的生成與溫度循環(huán)測(cè)試中電學(xué)屬性的降低有關(guān)。圖22是圖21的半導(dǎo)體器件的主要部分p10a的放大視圖。發(fā)明人已經(jīng)考慮到了管芯鍵合材料DBa中生成的裂痕ck，這將在下文詳細(xì)描述。

當(dāng)管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a暴露在外時(shí)，在半導(dǎo)體器件的存放期間，潮氣可能滲入絕緣樹(shù)脂IRa中。請(qǐng)注意，由于管芯焊盤(pán)DPa與絕緣樹(shù)脂IRa之間存在熱膨脹系數(shù)的差異，因此回流焊接等時(shí)候的加熱將導(dǎo)致其間邊界面的剝落。上述潮氣滲入這種剝落的部分將提高剝落的部分的內(nèi)部壓力，并導(dǎo)致膨脹。在溫度循環(huán)之后，由剝落的部分附近的部件之間的線性膨脹差異所導(dǎo)致的應(yīng)力將導(dǎo)致管芯鍵合材料DBa的裂痕ck。

例如，存在這樣的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片CPa在其背面也需要導(dǎo)電電極，因此使用管芯焊盤(pán)DPa的底表面f2a作為電極。在這種情況下，管芯鍵合材料DBa需要在半導(dǎo)體芯片CPa與管芯焊盤(pán)DPa之間提供導(dǎo)電性。發(fā)明人的研究表明：當(dāng)這種管芯鍵合材料DBa中出現(xiàn)裂痕時(shí)，其可能是電導(dǎo)失效的原因；因此，其可能是半導(dǎo)體器件的電學(xué)屬性和可靠性降低的原因。

本發(fā)明的一個(gè)目的是改善具有半導(dǎo)體芯片已由絕緣樹(shù)脂密封的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的可靠性，特別是提供一種能夠防止管芯鍵合材料的裂痕的技術(shù)。

通過(guò)這里的描述和附圖，本發(fā)明的上述以及其他目的和新穎特征將是易見(jiàn)的。

在本發(fā)明的一個(gè)模式中，提供一種技術(shù)，在通過(guò)經(jīng)由管芯鍵合材料將半導(dǎo)體芯片安裝在管芯焊盤(pán)部分的頂表面而獲得的半導(dǎo)體器件中，該技術(shù)對(duì)將要與絕緣樹(shù)脂接觸的管芯焊盤(pán)部分的頂表面進(jìn)行粗糙化，而不對(duì)管芯焊盤(pán)部分的底表面和外引線部分進(jìn)行粗糙化。

下面將描述在此公開(kāi)的多個(gè)發(fā)明中的典型示例可以獲得的優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明可以改善具有半導(dǎo)體芯片已由絕緣樹(shù)脂密封這一結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的可靠性。

附圖說(shuō)明